JP6588149B2 - Fuel feed pump - Google Patents
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Description
本発明は、燃料を圧送する燃料フィードポンプであって、電動モータと、電動モータによって駆動可能なポンプ羽根車とを備え、ポンプ羽根車は、ロータの回転運動がシャフトを介してポンプ羽根車に伝達されるように、シャフトによって電動モータのロータに結合されており、シャフトは、ポンプ羽根車が配置されたポンプ段部に対して、スラスト軸受によって軸方向に、かつ/またはラジアル軸受によって半径方向に支承されている、燃料フィードポンプに関する。 The present invention is a fuel feed pump that pumps fuel, and includes an electric motor and a pump impeller that can be driven by the electric motor. The pump impeller has a rotational movement of a rotor that is connected to the pump impeller via a shaft. The shaft is coupled to the rotor of the electric motor by means of a shaft, which is axially directed by a thrust bearing and / or radially by a radial bearing relative to the pump stage in which the pump impeller is arranged. Relates to a fuel feed pump.
燃料フィードポンプには、圧送されるべき燃料が貫流するだけでなく、その周りを燃料が流れる。自動車で使用される燃料フィードポンプは、例えばポンプ羽根車によって形成された圧送段部の駆動に使用される電動モータを有している。静電気放電(ESD)に対する安全性を確保するために、燃料フィードポンプの導電性の部材を接地する必要がある。このことは、短絡の防止、ひいては燃料の発火を招くおそれのある火花の発生の防止に役立つ。さらに、燃料フィードポンプの機能性は、静電気放電の発生によって損なわれるおそれがある。接地させるべき部材には、特にポンプ段部と、燃料フィードポンプのハウジングと、電動モータのロータおよびステータが配置されたモータハウジングとが含まれている。 A fuel to be pumped not only flows through the fuel feed pump but also flows around it. A fuel feed pump used in an automobile has, for example, an electric motor used to drive a pressure feed stage formed by a pump impeller. In order to ensure safety against electrostatic discharge (ESD), it is necessary to ground the conductive member of the fuel feed pump. This helps to prevent a short circuit and thus a spark that can lead to fuel ignition. Furthermore, the functionality of the fuel feed pump can be impaired by the occurrence of electrostatic discharge. The members to be grounded include in particular the pump stage, the fuel feed pump housing, and the motor housing in which the rotor and stator of the electric motor are arranged.
それと同時に、圧送段部が配置された燃料フィードポンプのシャフトを電圧供給部の負極もしくは接地電位に短絡させ、ひいては同じように接地させることは、回避すべきである。このような短絡は、燃料フィードポンプの故障、またはシャフトまたはロータにおける、特にカーボンブラシ付近での望ましくない堆積物の発生を招くおそれがある。このことは、燃料フィードポンプの寿命に悪影響を及ぼす可能性がある。 At the same time, it should be avoided to short-circuit the shaft of the fuel feed pump in which the pumping stage is arranged to the negative electrode of the voltage supply unit or to the ground potential, and thus to ground in the same way. Such a short circuit can lead to fuel feed pump failure or the generation of undesirable deposits in the shaft or rotor, particularly near the carbon brush. This can adversely affect the life of the fuel feed pump.
従来技術では、このような問題に対する考え得る解決策を示す種々様々な装置が公知である。したがって、十分な接地もしくは遮断を達成するために、付加的な抵抗を有する燃料フィードポンプが公知である。プラスチックから成るポンプ段部を有する燃料フィードポンプも公知であり、それによってシャフトの絶縁を達成することができる。さらに、モータハウジングを接地し、ひいてはシャフトを接地する燃料フィードポンプが公知である。 A variety of devices are known in the prior art that represent possible solutions to such problems. Therefore, fuel feed pumps with additional resistance are known to achieve sufficient grounding or shut-off. Fuel feed pumps having a pump stage made of plastic are also known, whereby shaft insulation can be achieved. Furthermore, fuel feed pumps are known that ground the motor housing and thus the shaft.
従来技術のこのような装置の欠点は、特に、静電気放電に対する十分な安全性が得られないこと、またはモータハウジングの接地によってシャフトの接地も生じ、それによって電動モータ内部に堆積物が生じるおそれがあることである。ポンプ段部をプラスチック部材として構成すると、安定性が低下し、ひいては寿命が短くなる。 The disadvantages of such devices of the prior art are that, in particular, sufficient safety against electrostatic discharge cannot be obtained, or grounding of the motor housing can also cause shaft grounding, thereby creating deposits within the electric motor. That is. When the pump step portion is configured as a plastic member, the stability is lowered and the life is shortened.
本発明の説明、課題、解決手段、利点
したがって、本発明の課題は、静電気放電に対して十分な安全性を有すると同時に、シャフトの、接地された部材に対する電気的遮断部を有する燃料フィードポンプを提供することである。
DESCRIPTION OF THE INVENTION, PROBLEMS, SOLUTIONS AND ADVANTAGES Accordingly, it is an object of the present invention to provide a fuel feed pump that has sufficient safety against electrostatic discharge and at the same time has an electrical disconnection of the shaft to the grounded member. Is to provide.
燃料フィードポンプに関するこの課題は、請求項1に記載の特徴を有する燃料フィードポンプによって解決される。 This problem concerning the fuel feed pump is solved by a fuel feed pump having the features of claim 1.
本発明の実施形態は、燃料を圧送する燃料フィードポンプであって、電動モータと、電動モータによって駆動可能なポンプ羽根車とを備え、ポンプ羽根車は、ロータの回転運動がシャフトを介してポンプ羽根車に伝達されるように、シャフトによって電動モータのロータに結合されており、シャフトは、ポンプ羽根車が配置されたポンプ段部に対して、スラスト軸受によって軸方向に、かつ/またはラジアル軸受によって半径方向に支承されており、スラスト軸受とポンプ段部との間には、電気絶縁部材が配置されており、かつ/またはラジアル軸受とポンプ段部との間には、電気絶縁部材が配置されている、燃料フィードポンプに関する。 An embodiment of the present invention is a fuel feed pump that pumps fuel, and includes an electric motor and a pump impeller that can be driven by the electric motor, and the pump impeller pumps a rotary motion of a rotor via a shaft. The shaft is coupled to the rotor of the electric motor by a shaft so that it is transmitted to the impeller, the shaft being axially and / or radially bearing by a thrust bearing relative to the pump stage where the pump impeller is arranged The electric insulation member is arranged between the thrust bearing and the pump stage, and / or the electric insulation member is arranged between the radial bearing and the pump stage. The fuel feed pump.
スラスト軸受とポンプ段部との間、かつ/またはラジアル軸受とポンプ段部との間に電気絶縁部材を配置することによって、シャフトの、ポンプ段部からの電気的絶縁、ひいては燃料フィードポンプのハウジングおよびモータハウジングからの電気的絶縁を生じさせることができる。このことは、シャフトの極性に基づくシャフト領域内での堆積物の発生を回避するために特に有利である。電気的絶縁によって、燃料フィードポンプのハウジング、モータハウジングおよびポンプ段部を電圧供給部の負極もしくは接地電位に接続することができ、ひいては上述の部材の接地を達成することができる。このことは、短絡および静電気放電を回避するのに有利である。 The electrical insulation of the shaft from the pump stage, and thus the housing of the fuel feed pump, by arranging an electrical insulation between the thrust bearing and the pump stage and / or between the radial bearing and the pump stage And electrical isolation from the motor housing. This is particularly advantageous to avoid the formation of deposits in the shaft region based on the polarity of the shaft. By electrical insulation, the housing of the fuel feed pump, the motor housing and the pump stage can be connected to the negative electrode of the voltage supply or to ground potential, and thus the above-mentioned grounding of the member can be achieved. This is advantageous to avoid short circuits and electrostatic discharges.
モータハウジングは、例えば電動モータのステータによって形成してもよい。同様に、モータハウジングとして機能するケージ状の構造物を、ステータの周りに配置してもよい。電動モータを燃料フィードポンプのハウジング内に嵌め込むことによって、電動モータは、閉鎖された固有のハウジングがなくても、機械的障害の影響から十分に保護される。 The motor housing may be formed by a stator of an electric motor, for example. Similarly, a cage-like structure that functions as a motor housing may be disposed around the stator. By fitting the electric motor within the housing of the fuel feed pump, the electric motor is well protected from the effects of mechanical failure without a closed, inherent housing.
ラジアル軸受とポンプ段部との間のみならず、スラスト軸受とポンプ段部との間にも電気絶縁部材を配置することが好ましい。これによって、シャフトの広範囲の電気的絶縁を達成することができる。 It is preferable to dispose an electrical insulating member not only between the radial bearing and the pump stage but also between the thrust bearing and the pump stage. Thereby, a wide range of electrical insulation of the shaft can be achieved.
ラジアル軸受が電気絶縁部材として形成されていると特に有利である。付加的な絶縁部材を節減するために、ラジアル軸受は、支承の機能以外に電気的絶縁の機能も担うことができる。このために、ラジアル軸受を、特に好ましくは非導電性の材料から形成してもよい。例えば、軸受シェルをプラスチックまたは非導電性セラミックから形成してよい。ラジアル軸受は、非導電性のコーティングによって被覆されていてもよい。 It is particularly advantageous if the radial bearing is formed as an electrically insulating member. In order to save additional insulation members, radial bearings can also have an electrical insulation function in addition to the bearing function. For this purpose, the radial bearing may be formed from a non-conductive material, particularly preferably. For example, the bearing shell may be formed from plastic or non-conductive ceramic. The radial bearing may be covered with a non-conductive coating.
スラスト軸受とポンプ段部との間の電気絶縁部材を、鍋状(topffoermig)部材によって形成しても有利である。鍋状部材は、スラスト軸受の確実な嵌合を保証し、さらに絶縁部材の容易な取付けを可能にするために有利である。このために、絶縁部材を嵌込みまたは圧入可能な、正確な嵌合をもたらす凹部を、ポンプ段部の下側部分に設けてよい。 It is also advantageous if the electrically insulating member between the thrust bearing and the pump stage is formed by a topffoermig member. The pan-shaped member is advantageous in order to ensure a reliable fitting of the thrust bearing and to allow easy installation of the insulating member. For this purpose, a recess that can be fitted or press-fitted with an insulating member and that provides an accurate fit may be provided in the lower part of the pump step.
ポンプ段部は、燃料フィードポンプのハウジングの下端を形成する、2つの部分から成るハウジングによって形成するのが好ましい。ポンプ段部内には、ポンプ羽根車が配置されている。さらに、ポンプ段部は、圧送されるべき流体を吸込および吐出するための付加的な開口部を有している。 The pump stage is preferably formed by a two-part housing that forms the lower end of the fuel feed pump housing. A pump impeller is disposed in the pump step. Furthermore, the pump stage has an additional opening for sucking and discharging the fluid to be pumped.
スラスト軸受は、球体によって形成されていて、この球体が、鍋状電気絶縁部材内に配置されているのも好ましい。シャフトを軸方向に支持かつ支承することができ、シャフトと球体との間には非常に小さな接触面しか生じないので、球体が有利である。球体を、既に絶縁部材が嵌め込まれた、ポンプ段部の凹部に圧入することができ、その結果、球体が固くポンプ段部に収容されるのが好ましい。代替的に、絶縁部材上を球体が摺動することも予想され得るので、それによってスラスト軸受は、最終的に、球体によっても、鍋状絶縁部材によっても形成される。 It is also preferable that the thrust bearing is formed of a sphere, and the sphere is disposed in the pan-like electrical insulating member. The sphere is advantageous because the shaft can be supported and supported in the axial direction and there is only a very small contact surface between the shaft and the sphere. The sphere can be press-fitted into the recess of the pump step where the insulating member is already fitted, so that the sphere is preferably tightly accommodated in the pump step. Alternatively, it can be expected that the sphere slides on the insulating member, so that the thrust bearing is finally formed either by the sphere or by the pan-like insulating member.
さらに、電気絶縁部材は、非導電性のコーティングによって形成されていると有利である。スラスト軸受および/またはラジアル軸受の領域内のポンプ段部の非導電性のコーティングは、それによって同様に電気的絶縁も達成できるので有利である。コーティングは、例えばプラスチックまたはセラミックのような非導電性の材料によって形成されているのが好ましい。 Furthermore, it is advantageous if the electrically insulating member is formed by a non-conductive coating. A non-conductive coating of the pump stage in the area of thrust and / or radial bearings is advantageous because it can also achieve electrical insulation as well. The coating is preferably made of a non-conductive material such as plastic or ceramic.
さらに、電気絶縁部材のうちの少なくとも1つがプラスチックおよび/またはセラミックから形成されていると有利である。この場合、電気絶縁部材のうちの少なくとも1つが熱可塑性材料から形成されていると特に有利である。 Furthermore, it is advantageous if at least one of the electrically insulating members is made of plastic and / or ceramic. In this case, it is particularly advantageous if at least one of the electrically insulating members is made of a thermoplastic material.
さらに、シャフトとポンプ段部との間に非導電性のシール部材が配置されていると有利である。このシール部材は、例えばセラミックまたはゴム部材であってよい。 Furthermore, it is advantageous if a non-conductive sealing member is arranged between the shaft and the pump stage. The seal member may be a ceramic or rubber member, for example.
本発明の有利な改良形態は、従属請求項および以下の図面の説明に記載されている。 Advantageous refinements of the invention are described in the dependent claims and in the following description of the drawings.
以下、図面を参照して実施形態に基づき本発明を詳説する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail based on embodiments with reference to the drawings.
図1は、自動車(図示せず)内に設けられた燃料タンク1の概略図を示している。燃料タンク1には、燃料フィードユニット2が配置されており、この燃料フィードユニット2は、スワールポット3と、燃料フィードポンプ4と、フランジ5とから成る。フランジ5は、燃料フィードユニット2を燃料タンク1へ取り付けるのに使用される。スワールポット3は、燃料貯留部であり、そこから燃料が燃料フィードポンプ4によって内燃機関へ圧送される。スワールポット3は、結合部材6を介してフランジ5に結合されている。さらに、スワールポット3は、燃料タンク1の下壁に対して支持されている。 FIG. 1 shows a schematic view of a fuel tank 1 provided in an automobile (not shown). A fuel feed unit 2 is disposed in the fuel tank 1, and the fuel feed unit 2 includes a swirl pot 3, a fuel feed pump 4, and a flange 5. The flange 5 is used to attach the fuel feed unit 2 to the fuel tank 1. The swirl pot 3 is a fuel reservoir, from which fuel is pumped to the internal combustion engine by the fuel feed pump 4. The swirl pot 3 is coupled to the flange 5 via a coupling member 6. Further, the swirl pot 3 is supported against the lower wall of the fuel tank 1.
燃料フィードポンプ4は、スワールポット3の内部に配置されており、導電体7を介して電圧源に接続されている。燃料フィードポンプ4および導電体7の両方は、燃料タンク1内の燃料によって取り囲まれている。したがって、安全な動作を保証するために、燃料と接触している金属部材の接地が必要である。 The fuel feed pump 4 is disposed inside the swirl pot 3 and is connected to a voltage source via a conductor 7. Both the fuel feed pump 4 and the conductor 7 are surrounded by the fuel in the fuel tank 1. Therefore, it is necessary to ground the metal member that is in contact with the fuel to ensure safe operation.
図2は、ポンプ段部11の下側部分10の詳細図を示している。ポンプ段部11は、通常は2つの部分から成り、その内部にポンプ羽根車を収容する凹部を有している。さらに、ポンプ段部11は、付加的な開口部を有しており、その開口部を通して燃料をポンプ段部11へ、そしてポンプ段部から外へ圧送することができる。 FIG. 2 shows a detailed view of the lower part 10 of the pump step 11. The pump step portion 11 is usually composed of two parts, and has a recess for accommodating the pump impeller therein. Furthermore, the pump stage 11 has an additional opening through which fuel can be pumped to and from the pump stage 11.
部分10は、球体12を有しており、この球体12は、その上方に配置されたシャフト(図2には図示せず)用の軸方向軸受座として使用される。球体12は、耐摩耗性材料から製造されているのが好ましい。球体12は、金属材料から形成されているのが好ましい。球体12は、鍋状部材13内に配置されており、この鍋状部材13によって、球体12は、部分10に対して離間している。鍋状部材13は、好ましくは非導電性の材料から形成されており、特に、球体12と、球体12に導電接続された、ポンプ羽根車が配置されたシャフト(図示せず)との電気的絶縁に役立つ。したがって、鍋状部材13は、電気絶縁部材を構成している。 The part 10 has a sphere 12, which is used as an axial bearing seat for a shaft (not shown in FIG. 2) disposed above it. The sphere 12 is preferably manufactured from an abrasion resistant material. The sphere 12 is preferably formed from a metal material. The spherical body 12 is disposed in the pan-shaped member 13, and the spherical body 12 is separated from the portion 10 by the pan-shaped member 13. The pan-shaped member 13 is preferably made of a non-conductive material. In particular, the electrical connection between the sphere 12 and a shaft (not shown) that is conductively connected to the sphere 12 and on which a pump impeller is disposed. Help with insulation. Accordingly, the pan-like member 13 constitutes an electrical insulating member.
図3は、燃料フィードポンプ15の断面図を示している。燃料フィードポンプ15の中央には、シャフト16が配置されており、このシャフト16は、電動モータ18のロータ17に結合されていて、かつ燃料フィードポンプ15のハウジング19内に回転可能に支承されている。 FIG. 3 shows a cross-sectional view of the fuel feed pump 15. A shaft 16 is disposed in the center of the fuel feed pump 15, and this shaft 16 is coupled to the rotor 17 of the electric motor 18 and is rotatably supported in the housing 19 of the fuel feed pump 15. Yes.
シャフト16は、一方では、ラジアル軸受20によって支承され、他方では、既に図2で示された球体12によって形成されたスラスト軸受によって支承されている。 The shaft 16 is supported on the one hand by a radial bearing 20 and on the other hand by a thrust bearing formed by the sphere 12 already shown in FIG.
特に、燃料フィードポンプ15のハウジング19、ポンプ段部11、およびステータ22は、部材の接地を保証するために、電圧供給部の負極、または特に接地電位に接続されている。 In particular, the housing 19, the pump stage 11 and the stator 22 of the fuel feed pump 15 are connected to the negative electrode of the voltage supply, or in particular to the ground potential, in order to ensure the grounding of the members.
ラジアル軸受20は、ポンプ段部11の上側部分21に組み込まれており、好ましくは電気絶縁材料によって形成されている。このようにして、シャフト16とポンプ段部11との間の導電接続が妨げられる。代替的に、ラジアル軸受20とポンプ段部11、もしくは上側部分21との間に、電気絶縁層または電気絶縁部材が配置されていてもよい。 The radial bearing 20 is incorporated in the upper part 21 of the pump step 11 and is preferably made of an electrically insulating material. In this way, the conductive connection between the shaft 16 and the pump stage 11 is prevented. Alternatively, an electrical insulating layer or an electrical insulating member may be disposed between the radial bearing 20 and the pump step portion 11 or the upper portion 21.
非導電性のラジアル軸受20、またはラジアル軸受20とポンプ段部11との間にある絶縁部材と、電気絶縁材料から成る鍋状部材13との組み合わせによって、燃料フィードポンプ15の接地された部材に対するシャフト16の電気的絶縁が達成される。このことは、シャフト16において、特に電動モータ18のカーボンブラシ23領域内で、特に堆積物の発生を防止し、これによって燃料フィードポンプ15全体の寿命が改善される。 A non-conductive radial bearing 20 or a combination of an insulating member between the radial bearing 20 and the pump stage 11 and a pan-like member 13 made of an electrically insulating material can be used for a grounded member of the fuel feed pump 15. Electrical insulation of the shaft 16 is achieved. This prevents the generation of deposits on the shaft 16, especially in the region of the carbon brush 23 of the electric motor 18, thereby improving the overall life of the fuel feed pump 15.
図1〜図3に示す実施形態は、特に限定された特徴を有しておらず、本発明の思想を明確にするために役立つ。これと異なる多様な構造の造形や形状も、本発明に含まれる範囲内で、本発明の基本的思想から逸脱することなく実現することができる。図2および図3に示す実施形態は、例示的なものであり、例えばハウジングおよび/またはポンプ段部にプラスチックを使用するような、不適当な材料の選択によって燃料フィードポンプの寿命に悪影響を及ぼすことなく、シャフトの、燃料フィードポンプの電気的に接地された部材からの絶縁を達成させるという、特に有利な可能性を明確に示している。 The embodiment shown in FIGS. 1 to 3 does not have a particularly limited feature and serves to clarify the idea of the present invention. Various shapes and shapes different from the above can be realized without departing from the basic idea of the present invention within the scope of the present invention. The embodiments shown in FIGS. 2 and 3 are exemplary and adversely affect the life of the fuel feed pump by selecting an inappropriate material, such as using plastic for the housing and / or pump stage. It clearly demonstrates the particularly advantageous possibility of achieving insulation of the shaft from the electrically grounded part of the fuel feed pump without the shaft.
Claims (7)
電動モータ(18)と、該電動モータ(18)によって駆動可能なポンプ羽根車とを備えており、該ポンプ羽根車は、ロータ(17)の回転運動がシャフト(16)を介して前記ポンプ羽根車に伝達されるように、前記シャフト(16)によって前記電動モータ(18)の前記ロータ(17)に結合されており、前記シャフト(16)は、前記ポンプ羽根車が配置されたポンプ段部(11)に対して、スラスト軸受(12)によって軸方向に、かつ/またはラジアル軸受(20)によって半径方向に支承されている、燃料フィードポンプ(4,15)において、
前記スラスト軸受(12)と前記ポンプ段部(11)との間には、電気絶縁部材(13)が配置されており、かつ/または前記ラジアル軸受(20)と前記ポンプ段部(11)との間には、電気絶縁部材が配置されており、
前記電気絶縁部材(13)は、前記スラスト軸受(12)と前記ポンプ段部(11)との間に、鍋状部材(13)によって形成されている、
ことを特徴とする、燃料フィードポンプ(4,15)。 A fuel feed pump (4, 15) for pumping fuel,
An electric motor (18) and a pump impeller that can be driven by the electric motor (18) are provided. The pump impeller is configured such that the rotational movement of the rotor (17) is transmitted through the shaft (16). The shaft (16) is coupled to the rotor (17) of the electric motor (18) so as to be transmitted to the vehicle, and the shaft (16) is a pump stage where the pump impeller is disposed. (11) in the fuel feed pump (4, 15), supported axially by a thrust bearing (12) and / or radially by a radial bearing (20),
An electrical insulating member (13) is disposed between the thrust bearing (12) and the pump stage (11), and / or the radial bearing (20) and the pump stage (11) In between, an electrical insulation member is arranged ,
The electrical insulating member (13) is formed by a pan-like member (13) between the thrust bearing (12) and the pump step (11).
A fuel feed pump (4, 15), characterized in that
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